JP2006339008A - Vehicle lamp - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、光源としてたとえばLEDなどの半導体型光源を使用するプロジェクタタイプの車両用灯具に関するものである。 The present invention relates to a projector-type vehicular lamp that uses a semiconductor-type light source such as an LED as a light source.
この種の車両用灯具は、従来からある(たとえば、特許文献1、特許文献2)。以下、この車両用灯具について説明する。従来の車両用灯具は、楕円を基調とする反射面と、この反射面の第1焦点近傍に配置されているLEDと、反射面の第2焦点近傍に配置されているシェードと、投影レンズと、を備えるものである。以下、従来の車両用灯具の作用について説明する。LEDを点灯発光させると、このLEDからの光が反射面で反射され、この反射面で反射された反射光の一部がシェードでカットオフされ、残りの反射光で所定の配光パターン、たとえば、すれ違い用の配光パターンが形成され、この所定の配光パターンが投影レンズから前方に投影されて路面などを照明する。
Conventionally, this kind of vehicle lamp is known (for example,
ところが、従来の車両用灯具は、図8(A)に示すように、すれ違い用の配光パターンのカットオフラインを形成するシェード50のエッジ80が反射面の第2焦点F20近傍に位置する。このために、従来の車両用灯具は、反射面からの反射光L20が第2焦点F20に集中してシェード50のエッジ80に当たって分光し、この分光した光が投影レンズ70を透過して外部前方に照射される。この結果、従来の車両用灯具は、すれ違い用の配光パターンのカットオフライン付近には、色付いた光(着色光)たとえば青色光が見えるという課題がある。特に、光源としてLEDを使用した場合、図5のLEDの分光分布の説明図に示すように、波長λ約450[nm]の青色光が相対強度「1」で最も強いので、すれ違い用の配光パターンのカットオフライン付近に青色光が良く見えるという課題がある。
However, in the conventional vehicular lamp, as shown in FIG. 8A, the
この発明が解決しようとする問題点は、従来の車両用灯具では、所定の配光パターンのカットオフライン付近にはたとえば青色光が見えるという点にある。 The problem to be solved by the present invention is that, for example, blue light can be seen near the cut-off line of a predetermined light distribution pattern in a conventional vehicle lamp.
この発明(請求項1にかかる発明)は、所定の配光パターンのカットオフラインを形成するシェードのエッジが反射面の第2焦点よりも投影レンズ側に位置する、ことを特徴とする。 This invention (the invention according to claim 1) is characterized in that the edge of the shade forming the cut-off line of the predetermined light distribution pattern is located closer to the projection lens than the second focal point of the reflecting surface.
この発明(請求項2にかかる発明)は、シェードのエッジから投影レンズと反対側にかけての端部に、エッジから反射面の光軸に対して傾斜する傾斜面を有する凹部が設けられている、ことを特徴とする。 In the present invention (the invention according to claim 2), a recess having an inclined surface inclined from the edge to the optical axis of the reflecting surface is provided at an end portion from the edge of the shade to the side opposite to the projection lens. It is characterized by that.
この発明(請求項3にかかる発明)は、エッジが反射面の光軸上に位置し、かつ、反射面の第2焦点が凹部中の反射面の光軸上に位置する、ことを特徴とする。 This invention (the invention according to claim 3) is characterized in that the edge is located on the optical axis of the reflecting surface, and the second focal point of the reflecting surface is located on the optical axis of the reflecting surface in the recess. To do.
この発明(請求項1にかかる発明)の車両用灯具は、図8(B)に示すように、シェードのエッジが第2焦点F2よりも投影レンズ側に位置するので、反射面からの反射光が第2焦点F2に集中してエッジに当たらない。このために、この発明(請求項1にかかる発明)の車両用灯具は、反射光がエッジに当たって分光することがないので、所定の配光パターンのカットオフライン付近の着色光たとえば青色光を消すことができる。 As shown in FIG. 8B, the vehicular lamp of the present invention (invention according to claim 1) has a shade edge positioned closer to the projection lens than the second focal point F2. Are concentrated on the second focal point F2 and do not hit the edge. For this reason, the vehicular lamp according to the present invention (the invention according to claim 1) eliminates the color light, for example, the blue light, near the cut-off line of the predetermined light distribution pattern because the reflected light does not diverge upon hitting the edge. Can do.
この発明(請求項2にかかる発明)の車両用灯具は、図8(C)に示すように、エッジを第2焦点F2よりも投影レンズ側に位置させたシェードの端部に傾斜面が設けられているので、反射面からの反射光がシェードの傾斜面に入射して反射し、この傾斜面で反射した反射光が投影レンズに入射しない。このために、この発明(請求項2にかかる発明)の車両用灯具は、反射面からの反射光がエッジを第2焦点F2よりも投影レンズ側に位置させたシェードの端部で反射してその反射光が投影レンズに入射してグレア(図8(B)を参照)となることがない。 As shown in FIG. 8C, the vehicular lamp of the present invention (the invention according to claim 2) is provided with an inclined surface at the end of the shade whose edge is positioned on the projection lens side with respect to the second focal point F2. Therefore, the reflected light from the reflecting surface is incident on the inclined surface of the shade and reflected, and the reflected light reflected by this inclined surface does not enter the projection lens. For this reason, in the vehicular lamp according to the present invention (the invention according to claim 2), the reflected light from the reflecting surface is reflected by the end of the shade whose edge is positioned on the projection lens side with respect to the second focal point F2. The reflected light does not enter the projection lens and become glare (see FIG. 8B).
この発明(請求項3にかかる発明)の車両用灯具は、第2焦点よりも投影レンズ側に位置させたエッジが反射面の光軸上に位置するので、所定の配光パターンのカットオフライン付近の着色光を確実に消すことができる。また、この発明(請求項3にかかる発明)の車両用灯具は、反射面の第2焦点がシェードの端部の凹部中であって反射面の光軸上に位置するので、シェードの端部で反射した反射光が投影レンズに入射してグレアとなることを確実に防止することができる。 In the vehicular lamp according to the present invention (the invention according to claim 3), the edge positioned closer to the projection lens than the second focal point is positioned on the optical axis of the reflecting surface. The colored light can be surely turned off. In the vehicular lamp of the present invention (the invention according to claim 3), the second focal point of the reflecting surface is located in the concave portion of the end portion of the shade and located on the optical axis of the reflecting surface. Thus, it is possible to reliably prevent the reflected light reflected by the light from entering the projection lens and causing glare.
以下に、この発明にかかる車両用灯具の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。図面において、符号「V−V」は、スクリーンの上下の垂直線を示す。符号「H−H」は、スクリーンの左右の水平線を示す。 Embodiments of a vehicular lamp according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In the drawing, reference sign “V-V” indicates vertical lines on the top and bottom of the screen. Reference sign “HH” indicates horizontal lines on the left and right of the screen.
以下、この実施例における車両用灯具の構成について説明する。図2において、符号1は、この実施例における車両用灯具ある。前記車両用灯具1は、図2に示すように、プロジェクタタイプであって、ユニット構造をなす。前記車両用灯具1は、上側リフレクタ2および下側リフレクタ3と、反射面4およびシェード5と、半導体型光源6と、投影レンズ(凸レンズ、集光レンズ)7と、から構成されている。
Hereinafter, the configuration of the vehicular lamp in this embodiment will be described. In FIG. 2, the code |
前記上側リフレクタ2および前記下側リフレクタ3は、光不透過性の樹脂部材などから構成されており、ハウジングやホルダなどの保持部材と兼用である。また、前記上側リフレクタ2および前記下側リフレクタ3は、水平軸において、上下に2分割してなるものである。前記上側リフレクタ2と前記下側リフレクタ3とは、図示しない固定手段(たとえば、ボルトナット、スクリュー、加締め、クリップなど)により、一体に固定されている。
The
前記上側リフレクタ2は、前側の部分が半円形に開口し、前側の部分から中央部分(上側の部分)を経て後側の部分までが閉塞している。前記上側リフレクタ2の中央部分のうちほぼ後半分から後側の部分までの閉塞部の内面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていて前記反射面4が設けられている。
The
前記反射面4は、楕円を基調とした反射面、たとえば、回転楕円面や楕円を基本とした自由曲面などの反射面からなる。この結果、前記反射面4は、第1焦点F1および第2焦点F2と、前記第1焦点F1と前記第2焦点F2とを結ぶ光軸Z−Zとを有する。なお、前記第2焦点F2は、上(平面)から見て両端が前記投影レンズ7側に位置し中央が前記投影レンズ7と反対側に位置するような湾曲した焦線からなる。
The
前記下側リフレクタ3は、前側の部分が半円形に開口し、前側の部分から中央部分(下側の部分)のほぼ前半分までが閉塞し、中央部分のほぼ後半分から後側の部分までが開口している。前記下側リフレクタ3の中央部分には、前記シェード5が一体に設けられている。前記シェード5は、図1〜図3に示すように、水平板部と垂直板部から構成されている。なお、前記下側リフレクタ3の内面、たとえば、前記シェード5の水平板部の上面に反射面を設けてもよい。
The
前記シェード5は、所定の配光パターンこの例ではすれ違い用の配光パターンPを形成する。また、前記シェード5の水平板部と垂直板部との角部は、すれ違い用の配光パターンPのカットオフラインCL1、CL2、CL3(図4参照)を形成するエッジ8(81、82、83)である。前記エッジ8は、図1に示すように、前記反射面4の前記第2焦点F2よりも前記投影レンズ7側に位置する。前記シェード5の前記エッジ8から前記投影レンズ7と反対側にかけての端部には、凹部(溝部)9が設けられている。前記凹部9には、前記エッジ8から前記反射面4の光軸Z−Zに対して下り勾配に傾斜する傾斜面10を有する。前記エッジ8は、前記反射面4の光軸Z−Z上に位置する。前記反射面4の前記第2焦点F2は、前記凹部9中の前記反射面4の光軸Z−Z上に位置する。
The
前記エッジ8および前記凹部9および前記傾斜面10は、図3に示すように、前記第2焦点F2に倣って、上(平面)から見て両端が前記投影レンズ7側に位置し中央が前記投影レンズ7と反対側に位置するような湾曲した形状をなす。前記凹部9の幅2Tは、この例では約1mmである。前記第2焦点F2は、前記凹部9のほぼ中央に位置する。このために、前記エッジ8から前記第2焦点F2までの幅Tは、この例では約0.5mmである。また、前記第2焦点F2から前記凹部9の前記投影レンズ7と反対側の縁までの幅Tは、この例では約0.5mmである。
As shown in FIG. 3, the
前記下側リフレクタ3の後側開口部には、前記半導体型光源6が配置されている。前記半導体型光源6は、たとえば、LED、EL(有機EL)などの自発光半導体型光源(この実施例ではLED)を使用する。前記半導体型光源6は、基板と、前記基板の一面に固定された微小な矩形形状(正方形形状)の光源チップ(半導体チップ)の発光体と、前記発光体を覆う光透過部材と、から構成されている。前記半導体型光源6は、前記上側リフレクタ2および前記下側リフレクタ3に保持されている。前記半導体型光源6の前記発光体は、前記反射面4の前記第1焦点F1もしくはその近傍に位置する。
The
前記半導体型光源6は、図5に示す分光分布の特性を有する。図5において、横軸は分光の波長λ[nm]を示し、縦軸は分光の相対強度を示す。ここで、波長λ約450[nm]の青色光を相対強度「1」とする。この結果、前記半導体型光源6は、波長λ約450[nm]の青色光が相対強度「1」で最も強い。
The
前記上側リフレクタ2の前側半円形開口の縁部および前記下側リフレクタ3の前側半円形開口の縁部には、前記投影レンズ7が保持されている。前記投影レンズ7は、非球面レンズの凸レンズである。前記投影レンズ7の前方側(外部側)は、曲率が大きい(曲率半径が小さい)凸非球面をなし、一方、前記投影レンズ7の後方側(前記半導体型光源6側)は、曲率が小さい(曲率半径が大きい)凸非球面をなす。このような投影レンズ7を使用することにより、前記投影レンズ7の焦点距離が小さくなるので、その分、この実施例における車両用灯具1の前記投影レンズ7の光軸Z−Z方向の寸法がコンパクトとなる。なお、前記投影レンズ7の後方側は、平非球面をなすものであってもよい。前記投影レンズ7は、前側焦点(前記半導体型光源6側の焦点)および後側焦点(外部側の焦点)と、前記前側焦点と前記後側焦点とを結ぶ光軸Z−Zとを有する。前記反射面4の光軸Z−Zと前記投影レンズ7の光軸Z−Zとは、ほぼ一致する。
The
前記半導体型光源6の光は、高い熱を持たないので、前記投影レンズ7として樹脂製のレンズを使用することができる。前記投影レンズ7は、この例ではアクリルを使用する。アクリルは、図6に示すアクリル(HR−F)の波長依存性を有する。図6において、横軸は、波長λ[nm]を示し、縦軸は屈折率nを示す。ここで、前記投影レンズ7は、屈折率nがたとえば「1.49」のアクリルを使用する。この結果、図8(B)に示すように、前記投影レンズ7から出射する光のうち、波長λ約575[nm]の光(主に黄色光)は、実線に示すように光軸Z−Zに対してほぼ平行に進み、波長λ約575[nm]以下の光(主に青色光)は、二点鎖線に示すように光軸Z−Zに対して下向きに進み、波長λ約575[nm]以上の光(主に赤色光)は、点線に示すように光軸Z−Zに対して上向きに進む。
Since the light from the
この実施例における車両用灯具1は、たとえば、自動車用前照灯のランプハウジングおよびランプレンズ(たとえば、素通しのアウターレンズなど)により区画されている灯室内に、たとえば光軸調整機構を介して複数個配置されている。
In this embodiment, for example, a plurality of
この実施例における車両用灯具1は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。
The
まず、車両用灯具1の半導体型光源6の発光体を点灯発光させる。すると、半導体型光源6の発光体から光L1が放射される。この光L1は、反射面4で反射され、この反射光L2が反射面4の第2焦点F2に集中する。第2焦点F2に集中する反射光L2の一部は、シェード5によりカットオフされる。一方、残りの反射光L2ですれ違い用の配光パターンPが形成される。このすれ違い用の配光パターンPが投影レンズ7から前方に投影されて路面などを照明する。
First, the light emitter of the
すれ違い用の配光パターンPの上の縁には、シェード5のエッジ8(81、82、83)によりカットオフラインCL1、CL2、CL3が形成されている。このすれ違い用の配光パターンPは、上水平カットオフラインCL1により、走行車線側の道路などをやや遠方もしくは遠方まで照明することができ、かつ、下水平カットオフラインCL2により、対向車線側の道路などを主に手前側を照明することができる。
Cut-off lines CL1, CL2, and CL3 are formed by edges 8 (81, 82, and 83) of the
この実施例における車両用灯具1は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について図7を参照して説明する。
The
図7は、シミュレーションによる色度座標の説明図であって、この実施例における車両用灯具1と従来の車両用灯具100との色度座標の相違点を示す説明図である。この図7の色度座標における色度測定部位は、図4に示すすれ違い用の配光パターンPのエルボE近傍の範囲である。また、この図7の色度座標のシミュレーションのデータは、図5に示す半導体型光源6の分光分布、図6に示す投影レンズ7のアクリル(HR−F)の波長ごとの屈折率、反射面4の分光反射率、シェード5の形状、である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of chromaticity coordinates by simulation, and is an explanatory diagram showing the difference in chromaticity coordinates between the
従来の車両用灯具100は、図8(A)に示すように、シェード50のエッジ80が反射面の第2焦点F20近傍に位置する。このために、従来の車両用灯具100は、反射面からの反射光L20が第2焦点F20に集中してシェード50のエッジ80に当たって分光し、この分光した光が投影レンズ70を透過して外部前方に照射される。この結果、従来の車両用灯具100は、図7の色度座標の説明図に示すように、すれ違い用の配光パターンのカットオフライン付近には、色付いた光(着色光)たとえば青色光が見える。特に、光源としてLEDを使用した場合、図5のLEDの分光分布の説明図に示すように、波長λ約450[nm]の青色光が相対強度「1」で最も強いので、すれ違い用の配光パターンのカットオフライン付近に青色光が良く見える。
In the conventional
この従来の車両用灯具100に対してこの実施例における車両用灯具1は、図1および図8(B)に示すように、シェード5のエッジ8が第2焦点F2よりも投影レンズ7側に位置するので、反射面4からの反射光L2が第2焦点F2に集中してエッジ8に当たらない。このために、この実施例における車両用灯具1は、反射光L2がエッジ8に当たって分光することがないので、図7の色度座標の説明図に示すように、すれ違い用の配光パターンPのカットオフラインCL1、CL2、CL3付近の着色光たとえば青色光を消すことができる。
With respect to the
図7の色度座標の説明図において、1はこの実施例における車両用灯具から照射されたすれ違い用の配光パターンPの色度座標(X=0.3421、Y=0.3169)を示し、100は従来の車両用灯具から照射されたすれ違い用の配光パターンPの色度座標(X=0.2569、Y=0.1629)を示し、6はLEDの半導体型光源の色度座標(X=0.3225、Y=0.3436)を示す。また、実線のWはSAE白色の範囲を示し、黒丸と一点鎖線のBは黒体軌跡を示す。黒体軌跡において、5000K、6000Kは、色温度(°K)を示す。この図7の色度座標の説明図に示すように、従来の車両用灯具100から照射されるすれ違い用の配光パターンのカットオフライン付近において青色光が見える。これに対して、この実施例における車両用灯具1から照射されるすれ違い用の配光パターンPのカットオフラインCL1、CL2、CL3付近において青色光が見えずに白色光が見える。しかも、この白色光の色温度は、約5000Kであり、約6000KのLEDの半導体型光源6の白色光の色温度とほぼ等しい。すなわち、この実施例における車両用灯具1から照射されるすれ違い用の配光パターンPのカットオフラインCL1、CL2、CL3付近がLEDの半導体型光源6の白色光とほぼ同じ白色光に見える。
In the explanatory diagram of the chromaticity coordinates in FIG. 7,
この実施例における車両用灯具1は、図8(C)に示すように、エッジ8を第2焦点F2よりも投影レンズ7側に位置させたシェード5の端部に傾斜面10が設けられているので、反射面4からの反射光L2がシェード5の傾斜面10に入射して反射し、この傾斜面10で反射した反射光が投影レンズ7に入射しない。このために、この実施例における車両用灯具1は、反射面4からの反射光L2がエッジ8を第2焦点F2よりも投影レンズ7側に位置させたシェード5の端部で反射してその反射光が投影レンズ7に入射してグレア(図8(B)を参照)となることがない。
As shown in FIG. 8C, the
すなわち、図8(B)に示すように、ただ単にエッジ8を第2焦点F2よりも投影レンズ7側に伸ばしたシェード5の場合、このただ単にエッジ8を伸ばしたシェード5の端部に反射面4からの反射光L2が入射して反射すると、この反射光が投影レンズ7に入射する。この投影レンズ7に入射した光がこの投影レンズ7から出射する際にグレアとなる。たとえば、図6の投影レンズ7のアクリル(HR−F)の波長依存性の説明図に示すように、屈折率n「1.49」のアクリルを使用する投影レンズ7の場合、この投影レンズ7から出射する光のうち、波長λ約575[nm]の光(主に黄色光)は、実線に示すように光軸Z−Zに対してほぼ平行に進み、波長λ約575[nm]以下の光(主に青色光)は、二点鎖線に示すように光軸Z−Zに対して下向きに進み、波長λ約575[nm]以上の光(主に赤色光)は、点線に示すように光軸Z−Zに対して上向きに進む。このように、波長λ約575[nm]以上の光が上向きに進むためにグレアとなる。これに対して、この実施例における車両用灯具1は、エッジ8を第2焦点F2よりも投影レンズ7側に位置させたシェード5の端部に傾斜面10が設けられているので、反射面4からの反射光L2がシェード5の傾斜面10に入射して反射し、この傾斜面10で反射した反射光が投影レンズ7に入射しないので、グレアを防止することができる。
That is, as shown in FIG. 8B, in the case of the
この実施例における車両用灯具1は、第2焦点F2よりも投影レンズ7側に位置させたエッジ8が反射面4の光軸Z−Z上に位置するので、すれ違い用の配光パターンPのカットオフラインCL1、CL2、CL3付近の着色光(青色光)を確実に消すことができる。また、この実施例における車両用灯具1は、反射面4の第2焦点F2がシェード5の端部の凹部9中であって反射面4の光軸Z−Z上に位置するので、シェード5の端部で反射した反射光が投影レンズ7に入射してグレアとなることを確実に防止することができる。
In the
なお、この実施例においては、第2焦点F2よりも投影レンズ7側に位置させたエッジ8が反射面4の光軸Z−Z上に位置し、また、反射面4の第2焦点F2がシェード5の端部の凹部9中であって反射面4の光軸Z−Z上に位置するものである。ところが、この発明においては、第2焦点F2よりも投影レンズ7側に位置させたエッジ8が反射面4の光軸Z−Z上に位置していない場合でもよいし、また、反射面4の第2焦点F2がシェード5の端部の凹部9中であって反射面4の光軸Z−Z上に位置していない場合でもよい。
In this embodiment, the
また、この実施例においては、エッジ8を第2焦点F2よりも投影レンズ7側に位置させたシェード5の端部に傾斜面10を有する凹部9が設けられているものである。ところが、この発明においては、エッジ8を第2焦点F2よりも投影レンズ7側に位置させたシェード5の端部に凹部9や傾斜面10を設けていない場合でもよい。
Further, in this embodiment, a
1 車両用灯具
2 上側リフレクタ
3 下側リフレクタ
4 反射面
5 シェード
6 半導体型光源(LED)
7 投影レンズ
8、81、82、83 エッジ
9 凹部
10 傾斜面
H−H 左右の水平線
V−V 上下の垂直線
F1 第1焦点
F2 第2焦点
Z−Z 反射面の光軸
CL1、CL2、CL3 カットライン
P すれ違い用の配光パターン
L1 半導体型光源から放射される光
L2 反射面で反射される光
DESCRIPTION OF
7
Claims (3)
楕円を基調とする反射面と、
発光部が前記反射面の第1焦点もしくはその近傍に位置するように配置されている前記半導体型光源と、
前記反射面の第2焦点近傍に配置されており、前記半導体型光源から放射されて前記反射面で反射された反射光の一部をカットオフして残りの反射光で所定の配光パターンを形成するシェードと、
前記所定の配光パターンを前方に投影する投影レンズと、
を備え、
前記所定の配光パターンのカットオフラインを形成する前記シェードのエッジは、前記第2焦点よりも前記投影レンズ側に位置する、
ことを特徴とする車両用灯具。 In a projector-type vehicular lamp that uses a semiconductor-type light source as a light source,
A reflective surface based on an ellipse;
The semiconductor-type light source disposed such that the light emitting unit is positioned at or near the first focal point of the reflecting surface;
It is arranged near the second focal point of the reflection surface, cuts off a part of the reflected light emitted from the semiconductor-type light source and reflected by the reflection surface, and forms a predetermined light distribution pattern with the remaining reflected light. A shade to form,
A projection lens that projects the predetermined light distribution pattern forward;
With
An edge of the shade that forms a cut-off line of the predetermined light distribution pattern is located closer to the projection lens than the second focus;
A vehicular lamp characterized by the above.
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。 A concave portion having an inclined surface inclined from the edge to the optical axis of the reflecting surface is provided at an end portion from the edge of the shade to the side opposite to the projection lens.
The vehicular lamp according to claim 1.
前記第2焦点は、前記凹部中の前記反射面の光軸上に位置する、
ことを特徴とする請求項2に記載の車両用灯具。 The edge is located on the optical axis of the reflecting surface;
The second focal point is located on an optical axis of the reflecting surface in the recess;
The vehicular lamp according to claim 2.
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